超低電壓模擬與數模混合積體電路設計技術研究

《超低電壓模擬與數模混合積體電路設計技術研究》是依託電子科技大學,由李強擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超低電壓模擬與數模混合積體電路設計技術研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李強

項目摘要

不同於一般意義上的低電壓與低功耗設計，模擬積體電路的超低壓設計是指在未來若干年數字電路標準電壓下降到0.5-1V甚至0.5V以下時，能在同等電壓下使用的模擬電路設計技術。對於模擬IC與數模混合SoC來說，這是尚未解決但必將面對的技術難題。同時超低壓設計技術在無線、醫療、生物、軍事、電源等方面也有巨大的套用前景。. 本課題研究超低壓模擬積體電路以及數模混合SoC的設計技術。研究將從電路級與系統級兩個方面展開。分析單元級模擬電路在超低電壓下的性能與限制因素，提出超低壓設計的方法。同時著重研究在系統級實現超低壓的可行性方案與結構模型。採用深度數字輔助與校準來補償超低電壓下模擬電路性能的損失。探索借鑑數字設計思想的模擬與數模混合SoC設計模式和系統結構。採用上述研究成果設計一個超低壓A/D轉換器。. 申請人對該課題已經有一定的研究基礎和較高水平的成果。

結題摘要

本課題面向0.5V及以下的超低壓模擬與數模混合積體電路設計，探索了低壓設計的極限、設計方法、模組單元電路的設計以及典型系統的實現與驗證。本課題的研究內容、技術路線以及研究方法與申報書一致，結果與預期相符。我們在超低壓設計極限的探索中，成功設計實現了電源電壓為0.15V的模擬與數模混合電路（ADC）。這一結果也是至今為止國際業界報導的最低電源電壓記錄。成果先後在2012年國際固態電路會議ISSCC的學生科研前瞻單元報告，並正式發表於當年的定製電路會議（CICC）。學生作者還獲得了IEEE固態電路學會資助參加ISSCC的學生差旅費獎。課題組在0.25V delta-sigma ADC設計中也取得了突破，在0.25V超低電壓下實現了73dB SNDR的調製器，這也是目前該電壓下的最好水平。相關的文章已經投稿到頂尖國際會議。課題也探索了超低電壓電路的可縮放設計。在0.5V電壓下，我們已經可以根據性能較為靈活的配置電路的參數和功耗。課題組在基於數字思想的模擬電路領域和較低壓下的高性能設計也進行了探索並取得了一定的進展。本課題發表文章總計22篇，培養學生12名。經費執行情況也與預算高度吻合。